DE69817290T2

DE69817290T2 - Miniature projection lamp

Info

Publication number: DE69817290T2
Application number: DE69817290T
Authority: DE
Inventors: Douglas M. Rutan; Diane M. Salvati; Timothy W. Graham
Original assignee: Welch Allyn Inc
Current assignee: Welch Allyn Inc
Priority date: 1997-09-24
Filing date: 1998-05-26
Publication date: 2004-06-17
Anticipated expiration: 2018-05-27
Also published as: CA2239319A1; US5942850A; EP0910111A3; EP0910111A2; EP0910111B1; DE69817290D1; JPH11126580A

Description

Hintergrund der Erfindungbackground the invention

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf Lampen, insbesondere auf Hochleistungslampen, die eine Lichtquelle verwenden, die einen Glasmantel mit einer kritischen Größe und Designspezifikationen aufweist.The present invention relates generally refer to lamps, especially high power lamps, who use a light source that has a glass jacket with a critical Size and design specifications having.

Eine langlebige Kurzlichtbogenlückenlampe mit niedrigem Wattverbrauch war schon lange Ziel und Aufgabe in diesem Bereich, die in vorderen und hinteren Projektionsanwendungen verwendet werden könnte. Sich ändernde Bedürfnisse des Marktes haben das Bedürfnis für eine Kurzlichtbogen-Lückenlampe im Bereich von 50 Watt identifiziert. Solch eine Beleuchtungsquelle würde erforderlich sein, um kleine, ungefähr weniger als 1,5 Inch große Lichtsteuerrelais, zu beleuchten. Diese Quelle würde eine Miniaturquellengröße, hohe Luminanz, gute Farbeigenschaften, Langlebigkeit und geringen Stromverbrauch erfordern.A long-life short-arc gap lamp with low wattage has long been the goal and task in this area used in front and rear projection applications could be used. Changing needs of the market have a need for one Short arc gap lamp identified in the range of 50 watts. Such a lighting source would be required to be small, roughly less than 1.5 inches tall Light control relay to illuminate. This source would be a miniature source size, large Luminance, good color properties, durability and low power consumption require.

Bis heute kann keine der vorhandenen Lichtquellen nach dem Stand der Technik die Kombination der notwendigen Kurzlichtbogenlücke, Lichtleistung und Langlebigkeit in der Miniaturgröße, die für die oben beschriebenen Anwendungen erforderlich ist, zur Verfügung stellen.To date, none of the existing ones State-of-the-art light sources combine the necessary Short arc gap, Light output and longevity in the miniature size that for the applications described above is required to provide.

Für allgemeine Großbereichsbeleuchtung nach dem Stand der Technik, beispielsweise wie in der EP-A-0 416 937 beschrieben, sind Metallhalogenlampen mit sehr langen Bogenlücken entworfen worden, die diese nicht zur präzisen, optischen Kontrolle des emittierten Lichts geeignet machen. Diese allgemein brauchbaren Lampen werden in Proejektionsanwendungen verwendet, aber sie stellen eine extrem uneffiziente und kostenungünstige Leistung zur Verfügung. Lampen mit niedrigem Wattverbrauch nach dem Stand der Technik haben gezeigt, daß Metallhalogen-Bogenlampen mit sehr kleinen Bogenlücken oder Elektrodentrennungen entworfen werden können, um eine sehr effektive, optische Kopplung hervorzubringen, aber die keine sehr hohe Leuchtdichte hervorbringen können oder keine akzeptable Lebensdauer zeigen. Die vorliegende Erfindung stellt den Vorteil des Erhalts einer sehr kleinen Bogenlücke, ausgezeichneten Farben wie sie Metallhalogen-Lampentypen zugeordnet sind, einer langen Verwendungslebensdauer, eine hohe leuchtende Leuchtdichte und niedrigen Stromverbrauch zur Verfügung.For general large area lighting according to the prior art, for example as in EP-A-0 416 937, metal halide lamps with very long arc gaps are designed that these are not precise, make optical control of the emitted light suitable. This general purpose lamps are used in projection applications, but they represent an extremely inefficient and inexpensive performance to disposal. Have lamps with low wattage according to the prior art shown that metal halide arc lamps with very small gaps or electrode separations can be designed to provide a very effective, to produce optical coupling, but not very high luminance can produce or show no acceptable lifespan. The present invention provides the advantage of maintaining a very small gap, excellent Colors like metal halide lamp types are associated with a long service life, a high one luminous luminance and low power consumption are available.

Es ist daher ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, die Probleme des oben beschriebenen Standes der Technik zu überwinden.It is therefore an object of the present Invention, the problems of the prior art described above to overcome.

Es ist ferner Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine hohe Beleuchtungsleistung oder Lichtquelle zur Verfügung zu stellen, die auf kompakten Miniaturlichtrelais-Projektionssystemen verwendet werden kann.It is also the subject of the present Invention, high lighting power or light source available too put on compact miniature light relay projection systems can be used.

Es ist weiterhin Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine Hochleistungslampe zur Verwendung in Systemen, die eine Miniaturisierung erfordern, und die Vorteile der erhöhten Portabilität und niedriger Produktkosten zur Verfügung stellen.It is also the subject of the present Invention, a high power lamp for use in systems that require miniaturization, and take advantage of increased portability and lower Product cost available put.

Es ist nun ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine kompakte Miniaturlichtquelle zur Verfügung zu stellen, die eine hohe Luminanz, gute Farbeigenschaften und eine hohe Lebensdauer aufweist.It is now another item of the present invention, a compact miniature light source is available have a high luminance, good color properties and a has a long service life.

Zusammenfassung der ErfindungSummary the invention

Die vorliegende Erfindung ist auf eine Hochleistungs-Miniaturbogenlampe gerichtet. Die Lampe hat eine bevorzugte Verwendung als Schlüsselbauteil in einem Projektionsdisplaysystem, das einen Reflektor verwendet, um das Licht auf ein miniatur-abbildendes System zu fokussieren. Das miniatur-abbildende System kann eines aus einer Zahl vorhandener Technologien wie flüssige Kristalldisplays, mikroelektromechanisierte Vorrichtungen oder räumliche Lichtmonitore sein. Die Miniaturisierung dieser Systeme stellt die Vorteile der erhöhten Portabilität und geringer Produktkosten zur Verfügung.The present invention is based on a high performance miniature arc lamp. The lamp has one preferred use as a key component in a projection display system that uses a reflector, to focus the light on a miniature imaging system. The miniature imaging system can be one of a number Technologies like liquid Crystal displays, microelectromechanical devices or spatial Be light monitors. The miniaturization of these systems represents Advantages of increased portability and lower product costs.

Damit eine Beleuchtungsquelle einen Nutzen hat, um in kompaktem Miniaturlichtrelais-Projektionssystemen verwendet zu werden, ist es wesentlich, daß die Lampe oder die Beleuchtungsquelle von einer akzeptablen Miniaturgröße ist und hohe Luminanz, gute Farbeigenschaften, lange Lebensdauer und niedrigen Stromverbrauch aufweist.So that a lighting source is one Has benefit to in compact miniature light relay projection systems To be used, it is essential that the lamp or source of illumination is of an acceptable miniature size and high luminance, good color properties, long life and low power consumption having.

Die Lampe nach der vorliegenden Erfindung, wie in Ansprüchen 1 und 9 definiert, ist eine einzigartige Kombination von einer kritischen Mantelgröße und Ausführung in Kombination mit kritischen Füllparametern und sorgfältig kontrollierten Elektrodenausführungen und Spezifikationen. Diese Kombination von Bauteilen und Spezifikationen erzeugt eine hohe Leistung; eine Miniatur-50-Watt-Projektionslampe mit einer Ausgangsleistung von > 3200 Lumen; einer Farbtemperratur von > 5000 K und einem Erhalt von > 75%, wenn eine Elekrodenbogenlücke von 1,2 mm verwendet wird.The lamp according to the present invention, as in claims Defined 1 and 9 is a unique combination of a critical Jacket size and version in Combination with critical filling parameters and careful controlled electrode designs and specifications. This combination of components and specifications produces high performance; a miniature 50 watt projection lamp with an output power of> 3200 lumens; a color temperature of> 5000 K and a receipt of> 75%, if an electrode arc gap of 1.2 mm is used.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description the drawing

Für ein vollständigeres Verständnis der Beschaffenheit und Gegenstände der Erfindung wird auf die folgende, detaillierte Beschreibung eines bestimmten Ausführungsweges der Erfindung Bezug genommen, in Verbindung mit den begleitenden Figuren, in denen:For a more complete understanding of the nature and objects of the invention, reference is made to the the following detailed description of a particular embodiment of the invention is referred to in conjunction with the accompanying figures in which:

1 eine seitliche Schnittansicht der Lichtquelle der vorliegenden Erfindung ist. 1 Figure 3 is a side sectional view of the light source of the present invention.

1a ist eine vergrößerte Schnittansicht der hermetisch verschlossene Kammer der Lichtquelle nach 1. 1a Fig. 4 is an enlarged sectional view of the hermetically sealed chamber of the light source according to 1 ,

2 ist eine seitliche Schnittansicht einer Lampe mit der Lichtquelle nach 1. 2 is a side sectional view of a lamp with the light source according to 1 ,

3 ist eine Rückansicht der Lampe nach 1 Detaillierte Beschreibung der Erfindung Die Lichtquelle 10 der vorliegenden Erfindung, in der Form eines länglichen Mantels, ist detaillierter in 1 als eine Struktur mit doppeltem Ende dargestellt, die ein Paar von länglichen Elektroden 16 (Kathode) und 18 (Anode) aufweist, die an gegenüberliegenden Enden von Ansatzteilen 36 bzw. 38 angeordnet sind. Die Elektroden sind von einander durch einen vorbestimmten kritischen Abstand D oder eine Bogenlücke in dem Bereich von ungefähr 0,8 mm bis l,5 mm getrennt. Die Lichtquelle ist in Form eines länglichen Körpers mit einer Gesamtlänge (L in 1) im Bereich von ungefähr 28 mm bis ungefähr 32 mm, wobei die Ansatzteile einen Durchmesser im Bereich von ungefähr 3 mm bis ungefähr 5 mm aufweisen, und weist eine im allgemeinen elliptisch geformte, zentrale, hermetisch verschlossene Kammer 12 mit einem Volumen 14 von ungefähr 130 mm³ ± 20 mm³ auf. Die Wanddicke der Kammer 12 ist ungefähr 1 mm. Die Lichtquelle enthält eine kritische Füllmischung, die ein inertes Edelgas, Quecksilber und Metallhalogenide umfaßt. 3 is a rear view of the lamp after 1 Detailed Description of the Invention The Light Source 10 of the present invention, in the form of an elongated jacket, is described in greater detail in 1 Shown as a double-ended structure that includes a pair of elongated electrodes 16 (Cathode) and 18 (Anode), which on opposite ends of attachment parts 36 respectively. 38 are arranged. The electrodes are separated from each other by a predetermined critical distance D or an arc gap in the range of approximately 0.8 mm to 1.5 mm. The light source is in the form of an elongated body with a total length (L in 1 ) in the range of about 28 mm to about 32 mm, the lugs having a diameter in the range of about 3 mm to about 5 mm, and has a generally elliptically shaped, central, hermetically sealed chamber 12 with a volume 14 of approximately 130 mm ³ ± 20 mm ³ . The wall thickness of the chamber 12 is about 1 mm. The light source contains a critical fill mixture comprising an inert noble gas, mercury and metal halides.

Insbesondere ist die verschlossene Kammer derart geformt, daß sie ungefähr elliptisch mit einem internen Volumen geformt ist, das optimal den gesamten internen Gasdruck bestimmt, der durch die Menge des Füllmaterials und der Triebsleistung gegeben wird.In particular, the locked one Chamber shaped so that it approximately is elliptically shaped with an internal volume that optimally matches the total internal gas pressure determined by the amount of filler and the driving power is given.

Das Volumen kann auch das eines Ellipsoiden mit einer halben großen Achse, a, und einer halben kleinen Achse, b angenähert werden. V = 4/3πb²·a. Die halbe große Achsenlänge (a in 1 a) für die Lichtquelle, nach der vorliegenden Erfindung ist die Hälfte der Gesamtkammerlänge und ist im Bereich von ungefähr 4 bis 6 mm. Die halbe kleine Achsenlänge (b in 1 a) ist die Hälfte des inneren Kammerdurchmessers und weist einen Bereich von ungefähr 2 bis 3 mm auf.The volume can also be approximated to that of an ellipsoid with half a large axis, a, and half a small axis, b. V = ^4/2 · 3πb a. Half the large axis length (a in 1 a) for the light source, according to the present invention is half the total chamber length and is in the range of approximately 4 to 6 mm. Half the small axis length (b in 1 a) is half the inner chamber diameter and has a range of approximately 2 to 3 mm.

Um optimale Leistungsspezifikationen hervorzubringen, ist der Bereich des Kammervolumens ungefähr 110 bis 150 mm³. Die Lampenleistung dividiert durch das Kammervolumen ist als Volumenleistungsladung der Lampe bekannt. Diese Zahl berechnet sich zu 0,4/mm³, wodurch ein bevorzugter Bereich von Ausführungsfaktoren gegeben wird. Dieses Maß ist signifikant, weil es sich auf den Betrag der Hitze bezieht, die pro Einheitsgröße der Lampe verstreut wird und demnach die Betriebstemperatur der Lampe beeinflußt.To produce optimal performance specifications, the chamber volume range is approximately 110 to 150 mm ³ . The lamp power divided by the chamber volume is known as the volume power charge of the lamp. This number is calculated to be 0.4 / mm ³ , which gives a preferred range of design factors. This measure is significant because it relates to the amount of heat dissipated per unit size of the lamp and therefore affects the operating temperature of the lamp.

Das passende Volumen der Kammer wird in Kombination mit anderen untereinander zusammenhängenden Ausführungsfaktoren bestimmt, hauptsächlich die Art und die Menge des Füllmaterials und der Betriebsleistung. Eine Abweichung von dem optimalen Volumen könnte zu einer Leistungserniedrigung als ein Ergebnis entweder von ungeeigneten internen Betriebsdruck oder ungeeigneten thermischen Betrieb führen, wie durch die Volumenleistungsladung vorgegeben.The appropriate volume of the chamber will in combination with other interrelated execution factors determined, mainly the type and amount of filler and operational performance. A deviation from the optimal volume could to performance degradation as a result of either inappropriate internal operating pressure or unsuitable thermal operation, such as given by the volume charge.

Die Elektroden bestehen jeweils aus einem Körperteil, dessen Enden gewikkelte Metallspulen 20 bzw. 22 enthalten. Passende thermische und elektrische Ausführungen der Elektroden sind erforderlich, um die gewünschte Leistung zu erzielen. Spulen oder Drahtwicklungen um den primären Elektrodenkörper können hinzugefügt werden, um die elektrische und thermischen Erfordernisse geeignet auszugleichen. Spulen können der Funktion dienen, eine zusätzliche thermische Strahlungsoberfläche zur Verfügung zu stellen, um die Temperatur des Elektrodenkörpers zu steuern. Die Größe und Länge der Spule können ausgebildet sein, um eine optimale thermische Leistung zu erzielen. Eine zusätzliche Funktion der Spulen ist die Bereitstellung von passenden elektrischen Feldeigenschaften für eine wirksame und zuverlässige Bogenzündung oder Lampenstart. Bei gewissen Anwendungen ist die Spule an der Kathode optional und nicht erforderlich. Das gegenüberliegende Ende der Körperteile sind jeweils mit einem Ende eines Folienelementes 28 bzw. 30 verbunden, die an dem gegenüberliegenden Ende des Ansatzteiles abgedichtet sind. Typischerweise sind diese Folienelemente aus Molybdän. Die Folienelemente haben deren anderes Ende jeweils mit relativ dickeren äußeren Bleidrähten 32 bzw. 34 verbunden, die wiederum jeweils mit Strukturelementen verbunden sind, die deutlicher in 2 dargestellt sind.The electrodes each consist of a body part, the ends of which are coiled metal coils 20 respectively. 22 contain. Appropriate thermal and electrical versions of the electrodes are required to achieve the desired performance. Coils or wire windings around the primary electrode body can be added to suitably balance the electrical and thermal requirements. Coils can serve the function of providing an additional thermal radiation surface in order to control the temperature of the electrode body. The size and length of the coil can be designed to achieve optimal thermal performance. An additional function of the coils is the provision of suitable electrical field properties for an effective and reliable arc ignition or lamp start. In certain applications, the coil on the cathode is optional and not required. The opposite end of the body parts are each with one end of a film element 28 respectively. 30 connected, which are sealed at the opposite end of the extension part. These foil elements are typically made of molybdenum. The foil elements have their other ends with relatively thick outer lead wires 32 respectively. 34 connected, which in turn are each connected to structural elements that are more clearly in 2 are shown.

2 zeigt die Miniaturprojektionslampe 40 der vorliegenden Erfindung, die einen Reflektor 42 enthält, die eine Lichtquelle 10 mit einem isolierenden thermisch resistenten Verbindungsglied 44 aufweist, das ein paar Stifte 46 und 48 aufweist, die zur Verbindung mit einer geeigneten Stromquelle geeignet sind. Strukturelemente 35, 37 und 39 werden verwendet, um die Lichtquelle in einer im wesentlichen horizontalen Achse hinsichtlich des Reflektors zu orientieren, und bilden die elektrischen Verbindungen zusammen mit dem Bleidraht 32. 2 shows the miniature projection lamp 40 of the present invention using a reflector 42 that contains a light source 10 with an insulating thermally resistant connector 44 that has a couple of pens 46 and 48 has that are suitable for connection to a suitable power source. structural elements 35 . 37 and 39 are used to orient the light source in a substantially horizontal axis with respect to the reflector and form the electrical connections together with the lead wire 32 ,

In der vorliegenden Erfindung wird feuerfestes isolierendes Material in einen länglichen Mantel geformt, in dem die folgenden Bauteile eingefügt und hermetisch verschlossen werden:

a. ein Paar feuerfester Metallelektroden;
b. eine Menge von Metallhalogenmaterial;
c. eine Menge von metallischem Quecksilber;
d. eine Menge von inertem Edelgas.

In the present invention, refractory insulating material is molded into an elongated jacket in which the following components are inserted and hermetically sealed:

a. a pair of refractory metal electrodes;
b. a lot of metal halide material;
c. a lot of metallic mercury;
d. a lot of inert rare gas.

Die Elektroden sind in axialer Weise sich einander gegenüberliegend angeordnet. Die Lichtquelle wird mit Gleichstrom (DC) bei einer geringen elektrischen Leistung betrieben.The electrodes are axial facing each other arranged. The light source is powered by direct current (DC) at a low electrical power operated.

Das Mantelmaterial ist Quarzglas. Quarzglas ist einfacher zu handhaben und zu bearbeiten. Die feuerfesten Materialien für die Elektroden sind typischerweise Wolfram (mit oder ohne Thorium) oder Molybdän. Wolfram erlaubt höhere Betriebstemperaturen und erhöht die Lichtausbeute und Lebensdauer. Die Beschreibung der Elektroden wird weiter unten detaillierter wiedergegeben. Die Metallhalogenmaterialien und die Menge an Quecksilber werden ebenfalls weiter unter beschrieben.The jacket material is quartz glass. Quartz glass is easier to handle and edit. The fireproof Materials for the electrodes are typically tungsten (with or without thorium) or molybdenum. tungsten allowed higher Operating temperatures and increased the luminous efficacy and service life. The description of the electrodes is reproduced in more detail below. The metal halide materials and the amount of mercury are also described below.

Die gegenüberliegenden Elektroden sind für sich gesetzt und mit einem Abstand voneinander getrennt, um optimale Leistungen für Projektionsdisplayanwendungen bereitzustellen. Eine maximale Verwertung der optischen Bauteile-Lichtausbeute erfordert von der Lichtquelle, das sie so nah wie möglich einer "Punktquelle" gleicht.The opposite electrodes are for themselves set and separated from each other at a distance to make optimal Benefits for To provide projection display applications. A maximum recovery the optical component luminous efficacy required by the light source, that they are as close as possible is like a "point source".

Der Ausdehnungsbereich der Trennung ist 0,8 mm bis 1,5 mm.The extent of the separation is 0.8 mm to 1.5 mm.

Der bevorzugte Bereich der Trennung ist 1,2 mm ± 0,2 mm.The preferred area of separation is 1.2 mm ± 0.2 mm.

Ein Unterschreiten des bevorzugten Bereich der Trennung wird einen entsprechenden Verlust der Lampenleuchtwirksamkeit verursachen. Ein Überschreiten des bevorzugten Bereichs wird den Wirksamkeitsgrad der Lampe als eine Miniaturquelle für Projektionsoptik minimieren.Falling short of the preferred Area of separation will result in a corresponding loss of lamp luminosity cause. Exceeding the preferred range is the effectiveness of the lamp as a miniature source for Minimize projection optics.

Bei einem Betrieb der Lichtquelle in einem DC-Modus, wird eine Elektrode als Anode und die andere als Kathode identifiziert, und jede ist von der Größe passend für einen optimalen Betrieb für eine gegebene Lampenleistung und Strom ausgelegt. Die Elektroden sind mit bekannten Techniken konstruiert worden, die eine überdrehte feuerfeste Metallspule einarbeiten, die an dem Metallkörper angeordnet ist. Die optimale Ausführung wird durch den Bereich der elektrischen Leistung und den Strom, mit dem die Quelle beabsichtigt wird, betrieben zu werden, bestimmt. Die nachfolgende Tabelle stellt tabellenartig die Elektrodedrahtdurchmesser und Leistung- und Strombereiche für die vorliegende Erfindung dar.When the light source is operating in a DC mode, one electrode is used as an anode and the other as Cathode identified, and each is sized to fit one optimal operation for a given lamp power and current. The electrodes have been constructed using known techniques that overdrive Incorporate fireproof metal coil, which is arranged on the metal body is. The optimal execution is determined by the area of electrical power and current, with which the source is intended to operate. The table below shows the electrode wire diameters and Power and current ranges for the present invention.

Eine Fehlanpassung zwischen elektrischen Betriebscharakteristika und Elektrodenausbildung könnte von einem Produktleistungsstandpunkt verheerend sein. Im Allgemeinen wird eine Ausbildung, die eine zu hohe Betriebstemperatur der Elektroden ermöglicht (hoher Strom/kleine Elektroden), in schnellem Abbrand, Nachdunkeln des Mantels, kurzer Lebensdauer und geringer Lichtausbeute resultieren. Eine zu niedrige Betriebstemperatur der Elektrode (geringer Strom/große Elektroden) wird in einem unbeständigen oder flackernden Bogen resultieren.A mismatch between electrical Operating characteristics and electrode formation could be of from a product performance standpoint can be devastating. In general is a training that the operating temperature of the electrodes is too high allows (high current / small electrodes), burns quickly, darkens afterwards of the jacket, short life and low luminous efficacy result. The electrode operating temperature is too low (low current / large electrodes) will be in a volatile or flickering arches result.

Das Metallhalogenmaterial ist eine Mischung aus einzelnen Kombinationen, die von der folgenden Aufzählung ausgewählt werden, die enthalten aber nicht beschränkt sind auf Cäsiumiodid, Indiumiodid, Lithiumiodid, Scandiumiodid, Natriumiodid und Thalliumiodid, in Mengen im Bereich von ungefähr 50 bis 1000 Mikrogramm.The metal halide material is one Mix of individual combinations, which are selected from the following list, but they do not contain any restrictions are on cesium iodide, Indium iodide, lithium iodide, scandium iodide, sodium iodide and thallium iodide, in amounts in the range of approximately 50 to 1000 micrograms.

Die bevorzugten Mischungen umfassen eine Kombination von Natriumiodid-Indiumiodid-Scandiumiodid oder Natriumiodid-Indiumiodid-Scandiumiodid-Thalliumiodid, in den Mengen von 250 bis 300 Mikrogramm.The preferred blends include a combination of sodium iodide-indium iodide-scandium iodide or sodium iodide-indium iodide-scandium iodide-thallium iodide, in the amounts from 250 to 300 micrograms.

Die geeigneten Mischungen werden kombiniert, um eine hohe Leuchtwirksamkeit im Bereich von 60 Lumen pro Watt zu erzielen, während die geeignete Quellen-Sichtbarefarbtemperatur von ungefähr 5000 K bis 6000 K erhalten wird. Die Farbbalance der spektralen Leistung wird unter Verwendung der bevorzugten Bereiche erzielt und stellt rote, grüne und blaue Farben bereit, die für eine geeignete Farbprojektion benötigt werden.The appropriate blends will be combined to have a high luminosity in the range of 60 lumens to achieve per watt while the appropriate source visible color temperature of approximately 5000 K to 6000 K is obtained. The color balance of the spectral performance is achieved and posed using the preferred ranges red, green and blue colors ready for a suitable color projection is required.

Die Menge an Quecksilber wird hinzugegeben, so daß es verdampfen wird und in den Ausgang in einen gasförmigen Zustand eintritt und die elektrische Betriebsparameter regelt.The amount of mercury is added so that it will evaporate and enter the outlet in a gaseous state and regulates the electrical operating parameters.

Die Menge an Quecksilber kann im Bereich von 5 bis 15Milligramm liegen und ist eine Funktion des inneren Volumens des Mantels.The amount of mercury can be in the Range from 5 to 15 milligrams and is a function of the inner Volume of the jacket.

Die bevorzugte Menge ist ungefähr 9 Milligramm ± 10%.The preferred amount is approximately 9 milligrams ± 10%.

Überschüssiges Quecksilber wird einen überschüssigen Druck innerhalb des Kolbens erzeugen und könnte einen frühen Ausfall verursachen. Eine zu niedrige Menge von Hg könnte in ungeeignete elektrische Betriebscharakteristika resultieren, wobei primär die Leuchtleistung reduziert wird.Excess mercury becomes an excess pressure generate inside the piston and could cause early failure cause. Too low an amount of Hg could result in unsuitable electrical operating characteristics result, being primary the light output is reduced.

Das inerte Füllgas wird hinzugefügt, um ein Gas bereit zu stellen, das ionisiert werden kann, um beim Start der Lampe zu helfen. Geeignete Füllgase enthalten Ne, Ar, Kr und Xe mit Kaltfülldrücken im Bereich von 0,5 atm bis ungefähr 2,0 atm.The inert fill gas is added to provide a gas that can be ionized to be used in the Help start the lamp. Suitable fill gases contain Ne, Ar, Kr and Xe with cold fill pressures in the range of 0.5 atm to about 2.0 atm.

Ein bevorzugtes Gas zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung ist Ar bei ungefähr 500 Torr ± 2%. Überschüssiges Ar würde die erforderliche Spannung dazu bewegen, die Entladung sehr hoch zu initiieren und bürdet dem elektrischen Betriebsschalttechnik hohe Kosten auf.A preferred gas for use in the present invention, Ar is approximately 500 torr ± 2%. Excess ar would required voltage to make the discharge very high initiate and burden the electrical control technology at high costs.

Die oben genannte Beschreibung der Elektrodenbogenlücke, der Menge ab Metallhalogenen, Quecksilber und Edelgas müssen in Verbindung mit einer hermetisch verschlossenen Kammer verwendet werden, die ein kritisches Volumen aufweist, welches in dem Fall der vorliegenden Erfindung ungefähr 130 mm³ ± 20 mm³ ist.The above description of the electrode arc gap, the amount of metal halogens, mercury and noble gas must be used in connection with a hermetically sealed chamber which has a critical volume which in the case of the present invention is approximately 130 mm ³ ± 20 mm ³ .

Die Leistung der Lichtquelle ist charakterisiert durch eine hohe Leuchtleistung, hohe Farbtemperatur, wie es für farbkritische Projektionsdisplayanwendungen erforderlich ist, eine Miniturquellengröße und lange Lebensdauer.The performance of the light source is characterized by high light output, high color temperature, such as it for color critical projection display applications is required Miniature source size and long lifespan.

Der Bereich der Leuchtwirksamkeit wird 601pw überschreiten. Die Farbtemperatur kann durch eine Auswahl der Metallhalogenmischungen in einem Bereich von 3000 K bis 9000 K gesteuert werden. Die Quellengröße wird durch die Elektrodentrennung (Bogenlücke) im Bereich von 0,8 mm bis 1,5 mm bestimmt. Die Gesamtlänge des Mantels und der zugehörigen Struktur ist ungefähr 2 Inch lang. Die Lebensdauer überschreitet 2000 Std.The range of luminosity will exceed 601pw. The color temperature can be selected by a selection of the metal halide can be controlled in a range from 3000 K to 9000 K. The source size will be due to the electrode separation (arc gap) in the range of 0.8 mm up to 1.5 mm. The total length of the jacket and the associated Structure is approximate 2 inches long. The lifespan exceeds 2000 h

Die bevorzugten Leistungsspezifikationen (wie dargestellt) weisen Lichtwirksamkeiten größer als 641pw, Farbtemperaturen von 4000 K bis 6000 K, Elektrodenabstände von 1,0 mm bis 1,4 mm und Lebensdauer größer als 2000 Std. auf.The preferred performance specifications (as shown) have light efficiencies greater than 641pw, color temperatures from 4000 K to 6000 K, electrode spacing from 1.0 mm to 1.4 mm and Lifespan greater than 2000 hours.

Die Lichtquelle und Lampe der vorliegenden Erfindung werden durch konventionelle Verfahren hergestellt, die aus dem Stand der Technik sehr bekannt sind.The light source and lamp of the present Invention are made by conventional methods that are very well known from the prior art.

Während die vorliegende Erfindung insbesondere mit Bezug auf die bevorzugte Ausführung dargestellt und beschrieben wurde, die in der Zeichnung dargestellt ist, soll von einem Fachmann verstanden werden, daß verschiedenartige Änderungen im Detail vorgenommen werden können, ohne den Bereich den Erfindung wie in den Ansprüchen definiert zu verlassen.While the present invention in particular with reference to the preferred execution was shown and described, which is shown in the drawing is to be understood by a person skilled in the art that various changes can be made in detail without departing from the scope of the invention as defined in the claims.

Claims

A high power miniature projection lamp comprising: an elongated quartz glass jacket with a pair of opposing lugs, each of which is provided with a coaxial central opening having a tapered section, and with a central hermetically sealed chamber ( 12 ) with a volume of approximately 130 mm ³ ± 20 mm ³ , which contains a filling with: (a) an inert rare gas pressure at room temperature in the range of approximately 0.5 atmospheres to approximately 2.0 atmospheres; Mercury in an amount ranging from about 5 mg to about 15 mg; a mixture of metal-halogen material in an amount of about 50 to 1000 micrograms; and (b) a pair of axially aligned electrodes ( 16 . 18 ), one of which is arranged on one of the opposite attachment parts and which are separated from one another by a predetermined distance of approximately 0.8 to 1.5 mm.

The lamp of claim 1, wherein each ( 16 . 18 ) has a body section which has a distal end, at least one of these ends having a coil ( 20 . 22 ) that is wrapped around the end.

The lamp of claim 1, wherein the distance between the electrodes approximately Is 1.2 mm.

The lamp of claim 1, wherein the inert rare gas is from the group consisting of Ne, Ar, Kr and Xe is selected.

Lamp according to one of claims 1 to 4, wherein the inert Rare gas pressure approximately Is 500 torr.

The lamp of claim 1, wherein the concentration of Mercury roughly Is 9 mg.

The lamp of claim 1, wherein the metal halogen is a Combination of sodium iodide-indium iodide-scandium iodide or sodium iodide-indium iodide-scandium iodide-thallium iodide in the amount of about 250 up to 300 micrograms.

The lamp of claim 1, wherein the electrodes ( 16 . 18 ) are made of a refractory metal.

High performance miniature projection lamp with: a quartz glass jacket with a pair of opposing lugs, each provided with a coaxial central opening having a tapered section, and with a central hermetically sealed chamber ( 12 ) substantially in the form of an ellipsoid with a volume of approximately 130 mm ³ ± 20 mm ³ , containing a filling with: (a) an argon pressure at room temperature of approximately 500 torr; Mercury in an amount ranging from about 5 mg to about 15 mg; a mixture of metal-halogen material in a concentration of approximately 250 to 300 micrograms; and (b) a pair of tungsten electrodes ( 16 . 18 ), which are each arranged on one of the opposite attachment parts and which are separated from one another by a distance of approximately 0.8 to 1.5 mm, the electrodes each having a body part which has a distal end, at least one of these ends being one fireproof metal coil ( 20 . 22 ) that is wrapped around the end.

Lamp according to claim 9 wherein the metal-halogen comprises a combination of sodium iodide-indium iodide-scandium iodide or sodium iodide-indium iodide-scandium iodide-thallium iodide in the amount of about 250 to 300 micrograms.

The lamp of claim 9, wherein the total length of the sheath and associated structure is approximately 2 inches long and the lamp has the following performance specifications: power 50 watts overall tax > 3,200 lumens average lifespan 4,000 hours color temperature > 5,000 K. receipt > 75% arc gap 1.2 mm